Question

14．某研究性學習小組欲測定室溫下（25℃、101kPa）的氣體摩爾體積，請回答下列問題．該小組設計的簡單實驗裝置如圖所示：
該實驗的主要操作步驟如下：
①配制100mL 1.0mol•L^-1的鹽酸溶液；
②用10Ml量筒（填儀器名稱并注明規格）量取10.0mL 1.0mol•L^-1的鹽酸溶液加入錐形瓶中；
③稱取a g已除去表面氧化膜的鎂條，并系于銅絲末端，為使HCl全部參加反應，a的數值至少為0.12；
④往廣口瓶中裝入足量水，按上圖連接好裝置，檢查裝置的氣密性；
⑤反應結束后待體系溫度恢復到室溫，讀取量筒中水的體積為V mL．
請將上述步驟補充完整并回答下列問題．
（1）用文字表述實驗步驟④中檢查裝置氣密性的方法：兩手掌緊貼錐形瓶外壁一會兒，如果觀察到廣口瓶中長導管內有一段水柱高出液面，表明裝置氣密性良好．
（2）實驗步驟⑤中應選用B（填序號）的量筒．
A．100mL　      B．200mL　　　C．500mL
讀數時除恢復到室溫外，還要注意①量筒內液面與集氣瓶內液面相平；②讀數時，視線與量筒刻度以及凹液面最低處在同一水平面上．
（3）若未除去鎂條表面的氧化膜，則測量結果偏小（填“偏大”“偏小”或“無影響”）．

Answer 1

分析 ②量取溶液的最小讀數為0.1mL，可以用10mL量筒量��；
③根據n=cV計算出鹽酸中含有HCl的物質的量，再根據反應生成氯化鎂計算出消耗鎂的物質的量，最后根據m=nM計算出最小質量；
（1）兩手掌緊貼錐形瓶外壁，根據廣口瓶中長導管內是否有一段水柱高出液面判斷裝置氣密性；
（2）讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差，故應將量筒緩緩向下移動，使乙、丙中液面相平；
（3）若未除去鎂條表面的氧化膜，導致鎂的質量偏小，生成氣體體積偏�。�

解答 解：②量取10.0mL 1.0mol•L^-1的鹽酸，需要用10mL量筒量取，
故答案為：10mL量筒；
③10.0mL 1.0mol•L^-1的鹽酸溶液中含有HCl的物質的量為：1.0mol/L×0.01L=0.01mol，根據反應Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑可知最少消耗Mg的物質的量為0.005mol，質量為：24g/mol×0.005mol=0.12g，則a至少為0.12，
故答案為：0.12；
（1）檢查裝置氣密性的方法為：兩手掌緊貼錐形瓶外壁一會兒，如果觀察到廣口瓶中長導管內有一段水柱高出液面，表明裝置氣密性良好，
故答案為：兩手掌緊貼錐形瓶外壁一會兒，如果觀察到廣口瓶中長導管內有一段水柱高出液面，表明裝置氣密性良好；
（2）10.0mL 1.0mol•L^-1的鹽酸溶液中含有HCl的物質的量為0.01mol，根據根據反應Mg+2HCl═MgCl₂+H₂↑可知生成氫氣的物質的量為0.005mol，標準狀況下0.005mol氫氣的體積為：22.4L/mol×0.05mol=112mL，應該用200mL量筒；
讀數時要保持左右氣體壓強相等，以減少誤差，故應注意：將量筒緩緩向下移動，；①量筒內液面與集氣瓶內液面相平；②讀數時，視線與量筒刻度以及凹液面最低處在同一水平面上，
故答案為：B；①量筒內液面與集氣瓶內液面相平；②讀數時，視線與量筒刻度以及凹液面最低處在同一水平面上；
（3）若未除去鎂條表面的氧化膜，生成的氫氣體積減少，導致測量的氣體摩爾體積偏低，
故答案為：偏小．

點評 本題主要考查實驗裝置的綜合應用，題目難度中等，氣體摩爾體積的計算要抓住定義進行計算即可，試題的綜合性較強，充分考查了學生的分析能力及化學實驗能力．